基于参数辨识的架空导线载流温升热路模型研究

发布时间：2017-10-10 19:21

  本文关键词：基于参数辨识的架空导线载流温升热路模型研究

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【摘要】：架空导线载流温升关系模型常被用于设计输电线路、评估架空输电线路运行状态及安全载流容量等领域。近年来,导线温度对电力系统运行影响的研究成为热点问题。故载流温升模型还被应用于修正线路等值参数、提高潮流计算精度、实现电热协调调度以及最优潮流计算等诸多理论中,对传统电力系统分析及调度理论的进一步发展带来重大影响,具有重要的理论意义和实用价值。传统载流温升模型通常将导线视为等温体,然而,架空导线多由数股线束互绞而成,并非热的良导体。另外,传统模型中参数较多,计算时存在经验性,难以准确的获得,给模型计算带来误差。此外,当前的载流温升模型均未能反映导线轴向温度特性,不利于计及线路温度的电力系统分析理论的深入发展。在此背景下,本文利用参数辨识对导线载流温升模型的参数计算方法进行研究,克服了模型参数难以确定的问题。同时,建立了考虑轴向温度分布的架空导线分布参数载流温升模型,有助于促进线路温度对电力系统运行影响研究的进一步发展。论文首先研究了包括IEEE模型、IEC模型、传统热路模型及数值模拟模型在内的常用导线载流温升模型,对模型中参数的计算方法进行了分析,并讨论了各模型的优缺点,为后文研究提供了理论基础。随后,设计了架空导线载流温升实验平台。平台中数据采集装置具有导线温度、运行电流、环境温度、风速、风向、日照强度等数据的实时监测功能,后台数据分析软件具备解析、存储及显示监测数据的功能。该实验平台可用于导线载流温升模型的验证,也可为模型参数辨识提供必要数据。为克服传统热路模型集总参数难以确定的问题,提出了基于线性回归辨识的热路模型参数计算方法,并分析了参数变化规律。基于线性回归方法的参数辨识结果表明,LGJ-240/30和LGJ-400/35导线环境热阻随着运行电流的增加呈减小趋势。载流温升计算结果表明,将参数辨识结果代入热路模型后,模型最大相对误差小于1.29%,平均相对误差小于0.60%,精度满足工程要求。与传统热路参数计算方法相比,基于辨识方法获得的热路参数提高了集总参数热路模型的计算精度。在载流温升集总参数热路模型研究基础上,建立了反映导线轴向温度特性的分布参数热路模型,并提出了基于内点法辨识的模型参数计算方法。基于内点法的参数辨识结果表明,LGJ-240/30导线的分布传导热阻、环境热阻随运行电流的增加呈减小趋势,而分布热容随运行电流的增加呈增大趋势。载流温升计算结果表明,将参数辨识结果代入分布参数热路模型后,模型最大相对误差小于3.0%,平均相对误差小于1.0%,可准确计算导线轴向温升热动态过程。
【关键词】：架空导线 载流温升 参数辨识 热路模型 集总参数 分布参数
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM751
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-17
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-16
• 1.2.1 架空导线载流温升模型研究现状11-13
• 1.2.2 热路模型在电力系统中的应用13-15
• 1.2.3 参数辨识方法在电力系统中的应用15-16
• 1.3 本文主要研究工作16-17
• 2 传统架空导线载流温升模型17-33
• 2.1 IEEE标准模型17-20
• 2.2 IEC标准模型20-23
• 2.3 传统热路模型23-28
• 2.3.1 热电类比理论23-25
• 2.3.2 热路模型的建立25-26
• 2.3.3 热路模型参数计算方法26-28
• 2.4 数值模拟模型28-32
• 2.5 本章小结32-33
• 3 架空导线载流温升实验平台设计33-40
• 3.1 实验平台总体架构33-34
• 3.2 实验数据采集装置硬件架构34-37
• 3.3 实验后台数据分析软件设计37-39
• 3.4 本章小结39-40
• 4 架空导线集总参数热路模型研究40-56
• 4.1 集总参数热路模型的建立40-42
• 4.2 集总参数热路模型参数的确定42-44
• 4.2.1 热流量的计算42
• 4.2.2 基于线性回归的集总参数辨识42-44
• 4.3 集总参数热路模型实验验证44-55
• 4.3.1 集总参数变化规律研究44-46
• 4.3.2 模型精度验证46-55
• 4.4 本章小结55-56
• 5 架空导线分布参数热路模型研究56-66
• 5.1 分布参数热路模型的建立56-58
• 5.2 分布参数热路模型参数的确定58-61
• 5.2.1 热流量的计算58
• 5.2.2 基于内点法的分布参数辨识58-61
• 5.3 分布参数热路模型实验验证61-64
• 5.3.1 模型精度验证61-63
• 5.3.2 分布参数变化规律研究63-64
• 5.4 本章小结64-66
• 6 结论与展望66-68
• 6.1 结论66
• 6.2 展望66-68
• 致谢68-69
• 参考文献69-74
• 附录74-75
• A 数据采集装置控制器主电路原理图74-75
• B 攻读硕士学位期间发表的论文和出版著作情况75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

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本文编号：1008142